1、范围

本规范规定了定向钻孔施工、移机定位、开孔注浆、开分支、安全施工以及打捞孔底装置的技术要求。

2、定向钻孔技术管理规范内容及要求

2.1定向钻孔施工工艺

采用水排渣、人工弯曲定向钻进施工三维多孔底定向钻孔。其流程为：移机定位→开孔注浆→钻进（安装孔口装置、接续钻杆、开分支、安全施工、退钻等）→连孔抽放。

2.2定向钻孔施工工艺技术规范

（1）移机定位

1）钻机开孔高度控制在1.3~1.8m之内（特殊设计除外）。

2）钻机支柱和履带下方要用道木垫实，使钻机均匀受力、牢固可靠。使用地锚固定钻机。钻机前后4个固定环必须固定，若钻机倾斜角度大于10°，左右四个固定环则必须固定。

3）钻机固定后要保证孔口顺直，不得别劲。

（2）开孔注浆

1）在开孔前用石膏封住封孔管的底端，封孔管内的注浆管要露出10mm的长度。封堵长度为150mm（在下入封孔管前应使其凝固）。将φ20mm注浆管用胶布缠在封孔管上，缠绕间距为50cm。

2）使用钻杆和专用扩孔钻头开孔，煤层开孔不少于三次成孔，岩层开孔不少于两次成孔，钻进至比设计要求的封孔长度多0.5m处停止钻进。反复洗孔，反复洗孔将孔内煤渣冲尽。将一端已经用石膏封闭的封孔管下入钻孔内，孔外端超出煤壁20cm。用石膏对封孔管与煤壁间隙进行封闭，其封闭深度不小于40cm，要求封严填实，孔口周围煤壁应用石膏满敷，孔口封堵后静待石膏凝固后才能进行注浆操作。

3）注浆：将注浆管接上封孔泵。用搅拌筒搅拌水泥浆，水泥和水的比例为1袋水泥（20Kg）加入约5L水。水泥浆搅拌好以后即可按照封孔泵操作规程的要求进行注浆操作，注浆过程中应坚持“小流量，长时间”的原则，使孔内压力逐渐上升，以便水泥浆能够更多的渗入煤壁，保证封孔的气密性。开孔段为上行孔时，孔口为注浆管，孔底为排气管。开孔段为下行孔时，孔口为排气管，孔底为注浆管。当排气管往外渗浆时，说明孔内水泥浆已经注满，此时应用铁丝将排气管扎住并继续注浆使浆渗入煤壁，当煤壁往外渗水冒气泡时，即可停止注浆，并用铁丝将注浆管扎住，用手锯锯断注浆管。注浆完成后要对封孔泵进行清洗。同时在注浆桶内加少量液压油开起注浆泵直至泵出油。封孔完毕后应静置使水泥浆凝固后才能进行打钻（探放水钻孔必须按要求长度封孔，并进行耐压试验）。

（3）安装孔口设施

封孔后进行孔口安全设施的安装，孔口四通应不影响煤渣的排出。孔口四通应使用钢丝绳吊挂，防止扭断封孔管。

（4）校正弯头方向

加接钻杆直到孔底马达、孔底工具以及铜钻杆全部进入孔内（DDMS与铜钻杆、孔底马达连接要使用262＃）。

（5）钻进

1）接续钻杆

a.接钻杆时要先将孔内钻杆退出0.5m左右。

b.保证所接钻杆内清洁无杂物，丝扣清洁并抹黄油，保证连接弹簧完好，钻杆的连接弹簧应与母扣端触点对准，严禁使用弯曲、变形及损坏的钻杆。

c.接钻杆时，要人工将钻杆紧至最后3扣，方可用钻机扭紧。

d.接钻杆要迅速，停水时间要短，VLD-1000型钻机和能实现供水测量的不能超过3min（信号不好时在受此限，但必须采取避免压钻的安全措施）。

e.钻杆架上钻杆要用粉笔编号且不得少于3根，钻杆要齐头码放并且好坏钻杆不得混放。

f.钻杆码放在粉尘较大的地方时要采取防尘措施。

2）开分支

a.分支点的选择：开分支点应选择在方位角与分支目标方位角偏差较小的区段，同时应保证DDMS或DGS处于可打层位内，不得在软煤等塌孔段开分支。

b.开分支的要求

c.退出钻杆后进行检查测量是否与对应孔深数据相符，以确保分支点的选择正确。再退出一根钻杆使钻头到达测量点。注意：测量实际上是在孔内测斜仪器处，钻头处比DDMS或DGS深3米。根据需要调整弯头方向，一般控制在120°~240°（4：00~8：00）的范围内。

d.洗孔后将推进速度调低以使钻头慢慢进入并观察水压表读数。当水压开始慢慢上升时说明钻头已经逐渐钻入分支，需要打2到3根钻杆才能完全进入分支。慢慢加大速度，如果水压上升说明正切入煤岩体，注意观察排渣，开分支速度要慢。

e.开分支的第一根钻杆推进后是分支点的测量位置，进行检查测量看其数据是否与原测量数值相符，倾角应该有所下降。

f.推进第二根钻杆并进行检查测量，与以前测量值进行比较，确保倾角比以前低。这时测量数值输入3m。

g.按照需要调整弯头方向，钻入第三根钻杆，既要保证实钻轨迹位于可打层位内，又要避免分支间打穿，分支开成后相互间在空间的安全距离不得小于0.5m。分支开成后最好在主打层位内施工。

3)调整工具面向角

a.工具面向角每3m调整不允许超过120°。

b.钻机调整工具面时要将钻杆前后推拉几次，消除反扭矩的影响后再测量，确保工具面向角调整到位。

c.若采用旋转处理孔内异常情况后，要重新调整工具面向角。

4)轨迹控制

a.实钻轨迹倾角、方位角控制在每3m变化1.5°以内（大角度探顶和开分支时除外）。

b.钻孔轨迹要平滑，当偏离平滑轨迹，出现急弯、“锅底”、“驼峰”、轨迹相互打穿时要舍弃该段钻孔，重新开分支钻进。尽量使上行孔不形成存水孔段，下行孔不形成间段存水孔段。

c.在施工本煤层孔时，主孔和主分支施工到位后应进行一次探顶或探底作业（优先考虑探顶），从而增加一个煤层顶板相对标高点，有利于其邻近钻孔顶底板标高的确定。

d.在一个新钻场内施工第一个钻孔孔详细记录各项压力和返渣情况，为后续钻孔施工提供依据。

5)退钻

a.退钻时要使用前后推拉旋转反复洗孔法。其操作顺序为：退钻1m，洗孔至返水变清；观察返水压力和液压泵油压力（重点记录推进减去后退油压力差），正常后开始退钻；退钻时始终密切注意压力差的变化情况，若此值随着孔深的变小逐渐变小则表示孔内正常，可以继续退钻；若此值随着孔深的变小不变化或逐渐变大则表示孔内有异常，应停止退钻用前面的方法进行洗孔，然后再进行退钻。

b.钻杆在退至分支点、轨迹变化较大区段前要先进行洗孔，正常后再进行退钻。

c.每次退钻杆最多为30根，后进行冲洗钻孔。

(6) 抽放系统

1）定向钻孔必须使用抽放系统(探放水和地质钻孔除外)。

2）施工时，必须保证孔口处于负压状态。

3）孔口四通应安装橡胶皮垫，通口四通上下口均为4寸。在距孔口四通钻杆皮垫接触处下风侧0.2m高度不超过0.2m的位置悬挂CH4便携仪。

4）孔口四通下口与汽水分离器间抽放软管应平滑，不得超过20°，连接处应使用双股8#铁丝或管箍校紧。汽水分离器排水管连接处也应使用双股8#铁丝或管箍校紧校紧，且不得小于两道。

5）汽水分离器下口加装控制阀门，汽水分离器排水口出口处加装控制阀门，在距排水口下风侧1m高度不超过0.3m的位置悬挂CH4便携仪和CO便携仪。

6）汽水分离器抽管使用4寸抽管串联控制阀门后连入抽放系统。

7）连孔时，必须保证孔口处于负压状态。

8）当钻孔施工结束后，应洗孔至返水变清，再进行连孔抽放，以确保退钻顺利和抽放通道畅通。

9）每个钻孔应留设单孔控制阀门和单孔浓度测定孔，钻孔连孔软管应使用4寸软管。

（7）测流装置

定向钻孔钻场应安装测流装置，按要求测量。正在施工钻孔的孔口抽管和汽水分离器抽管流量在有喷孔、孔口瓦斯异常时可不经过钻场测流装置，直接连入主管路；在孔口抽管和汽水分离器抽管流量稳定时可以过钻场测流装置，但不得影响钻场总浓度。

（8）打捞技术

1）发生抱钻事故后，要科学地制定打捞方案，明确打捞工作的重点和难点。对有可能造成卡钻的地点（如分支点、塌孔处和轨迹变化较大的区域）进行认真分析。

2）在送打捞钻杆时，应保持较低的速度，一般控制在3m/h左右。

3）在送打捞钻杆时，要密切注意主泵油压力的变化，以及钻杆的旋转状况，如果出现主泵没压力大幅波动、钻杆旋转不均匀的现象，则说明打捞钻杆承受着较大的扭矩，有可能扭断打捞钻杆。此时，应停止钻进，采取措施。

4）打捞钻杆内壁和接头要均匀地涂满高压耐磨黄油，接续钻杆要轻拿轻放。

5）打捞时要坚持不间断地使用洗孔液。

6）配制洗孔液：静压水用粉末状药末和POL两种混合，以增加水的粘度。配制的溶液要达到手摸有顺滑感，手抓起呈连线状。洗孔液配制时，要把POL顺着进水少量倾倒，粉末状药品要少量顺着水流动均匀地撒开，保证水里不能出现结块状。

7）配制洗孔液时要有容积不小于1m3的水箱，若水箱布置在工作面回风侧或喷浆下风侧等粉尘较大的地方，要采取防尘措施。

8）当打捞钻杆推进至DDMS或DGS时，水压要控制在能满足正常排渣需要时即可，流量控制在50L/min左右。同时应密切注意被打捞钻杆的位置，防止打捞钻杆推进到位后，将其带入孔内。

9）在拉出孔底马达时，不得旋转，防止打捞钻杆与孔底马达脱卡。

2.3定向钻孔辅助系统要求

（1）千米钻机施工要有独立的供电系统，该线路只允许接钻机、排水水泵和钻进相关负荷，不允许再接其它负荷。

（2）千米钻机的供水管路必须从主管路引出，管径不得小于2寸，不得与其它工作面共用，且要安装滤网规格不低于24目（0.71mm）的过滤器。

（3）千米钻机要形成最低30m3/h排水能力的两套排水系统，其中，一套使用，一套作为备用。